Python - što je to? Programski jezik visoke razine

Python je univerzalni jezik visoke razine koji se može proširiti i ugrađivati. Primjerice, on je uključen u paket aplikacija kao alat za pisanje makronaredbi. To čini Python razumnim izborom za mnoge programske zadatke, velike i ne vrlo, a nisu tako uspješne za mali broj računalnih zadataka.

Gdje je bolje koristiti?

Python jezik je idealan za projekte koji zahtijevaju brz razvoj. Podržava nekoliko programskih paradigmi, što je dobro za programe koji zahtijevaju fleksibilnost. A prisutnost više paketa i modula osigurava svestranost i štedi vrijeme.

Guido van Rossum - tvorac Pythona, nježno je dodijelio naslov zajednice "velikodušan cjeloživotni diktator". Krajem osamdesetih Guido je volio karakteristike nekih programskih jezika, ali nitko od njih nije imao sve značajke koje bi volio. Konkretno, jezik bi trebao imati sljedeće karakteristike.

Jezik skriptiranja

Skripta je program koji upravlja drugim programima. Skriptni jezici prikladni su za brzi razvoj i prototipiranje jer su dobri pri prijenosu podataka s jedne komponente u drugu i oslobađaju programera takvih uznemirujućih stvari kao što je upravljanje memorijom.

Korisnička zajednica preferira pozvati Pythona dinamički programski jezik.

Ugađanje za grupiranje operatera

Python određuje da li izrazi pripadaju istoj skupini tako što ih uvlače. Takva se grupa naziva blokom koda. Drugi jezici za to koriste drugačiju sintaksu ili interpunkciju. Na primjer, u simbolu C simbol {označava početak i} kraj slijeda naredbi. Prisutnost udubljenja smatra se dobrom praksom na drugim jezicima, ali jedan od prvih, u kojem je obvezno prisilno izvršenje, bio je Python. Što to daje? Uvlačenje čini kod čitljivijima, a blokovi koda zahtijevaju manje zapisa za početne i završne znakove interpunkcijskih znakova, koji se mogu zaobići lakom. Sve to vodi do manje pogrešaka.

Vrste podataka visoke razine

Računala pohranjuju podatke u jedinicama i nulama, ali ljudi trebaju složenije oblike, poput teksta. Održava se jezik koji podržava složene podatke koji podržavaju vrste podataka visoke razine. Ove vrste podataka lako se upravljaju. Na primjer, u Pythonu, nizovi mogu biti odvojeni, spojeni, prevedeni u gornji ili maleni, mogu se pretraživati, itd. Vrste podataka visoke razine, kao što su popisi i rječnici koji mogu pohraniti druge podatke, imaju puno veću funkcionalnost, Od ostalih jezika.

rastegljivost

Produživi programski jezik može se produžiti. Takvi su jezici vrlo snažni, jer ih dopune čine pogodnim za različite aplikacije i operacijske sustave. Proširenja mogu dodati vrste podataka ili koncepte, module i dodatke. Python jezik se proširuje na nekoliko načina. Glavna skupina programera radi na tome da je promijeni i poboljšava, a stotine drugih pišu module za određene svrhe.

interpretacija

Interpretirani jezici izvršavaju se izravno iz izvornog koda kojeg su napisali ljudi, a programi pisani na sastavljenim jezicima, kao što je C + +, moraju biti prevedeni u kôd stroja. Interpretirani jezici su sporiji, jer je prijevod u letu, ali pisanje programa i ispravljanje pogrešaka brže je jer nema potrebe čekati da prevodilac završi. Lakše je prenijeti na različite platforme.

Možete se raspravljati o tome je li Python interpretabilan ili sastavljen jezik. Iako na mnoge načine funkcionira tumačeno, prije nego što se izvršava, kod se sastavlja (kao u Javi), a mnoge njegove komponente rade punom brzinom stroja budući da su napisane u C.

Guido je 1989. godine započeo pisati Python tijekom božićnih blagdana, a tijekom sljedeće godine završio je jezik na temelju povratnih informacija svojih kolega. Velika je javnost vidjela rezultat u veljači 1991., kada je objavljena u jednoj od Usenetovih vijesti.

Python za početnike

Da biste započeli pisati programe u Pythonu, morate ga instalirati. Verzije Python 2.7 i Python 3.5 imaju značajne razlike, zbog čega su na njima napisani programi nespojivi.

Na računalima "Macintosh" ovaj je jezik unaprijed instaliran, a njegova verzija ovisi o dobi OS. Kada radite u sustavu Windows, morat ćete sami instalirati Python. Možete odabrati datoteke instalacijskog paketa na web stranici python.org.

Dva načina interakcije

Jedan od razloga za jednostavnost koja se razlikuje u Python programiranju je da dolazi s alatima koji vam pomažu u razvoju, pisanju i programima za ispravljanje pogrešaka.

U interaktivnom načinu, naredbe se unose jednu liniju odjednom, gotovo na isti način kao i operativni sustav (ljuska) prihvaća naredbe iz naredbenog retka. Također možete stvoriti kratke programe s više linija ili uvesti kôd iz tekstualnih datoteka ili ugrađenih Python modula. Za početnike bit će korisno znati da interaktivni način uključuje opsežan sustav pomoći. Ovo je praktičan način za učenje sposobnosti programskog jezika.

IDLE razvojno okruženje uključuje interaktivni način i alate za pisanje i pokretanje programa, kao i sustav za praćenje naziva. Okruženje je napisano u Pythu i pokazuje opsežne mogućnosti jezika.

Interaktivni način rada

Ovdje možete učiniti gotovo sve što možete učiniti u programu, čak i pisati više linija kod. Ovaj način rada može poslužiti:

• Sandbox za sigurne pokuse;
• Okruženje koje vam omogućuje da naučite programiranje u Pythonu;
• Alat za pretraživanje i popravljanje pogrešaka.

Treba napomenuti da je nemoguće spremiti ulaz u interaktivni način rada. Da biste to učinili, morate napisati kopiju koda i rezultate u datoteci.

Interaktivni način rada može se koristiti kao kalkulator, manipulirati tekstom i dodijeliti vrijednosti varijablama. Također možete uvesti module, funkcije ili dijelove programa da ih testirate. To pomaže eksperimentirati s Python objektima bez pisanja dugih programa i debug programa uvozom njihovih dijelova jedan po jedan.

Radite u interaktivnom načinu rada

Nakon pokretanja Pythona, terminalni prozor prikazuje informacije o trenutačnoj verziji programa, datumu izdavanja, nekoliko upita za daljnje radnje i pozivu za ulazak u >>>.

Da biste radili u interaktivnom načinu, unesite naredbu ili izraz i pritisnite tipku Enter.

Python tumači ulaz i odgovara ako tipkani zahtijeva odgovor, ili ga prevoditelj ne razumije.

Sljedeća naredba će ispisati niz. Budući da mjesto ispisa nije navedeno, prikazuje se izlaz.

• >>> print "Pozdrav svijetu!"
• Pozdrav svijetu!

Ova jedinstvena linija je cijeli program! U interaktivnom načinu, Python obrađuje svaku liniju ulaznog koda nakon pritiska na tipku Enter, a rezultat će se pojaviti u nastavku.

Prikaz podataka o objektu

U interaktivnom načinu rada možete pregledati informacije o objektu na dva načina:

• Unesite objekt (ili njegovo ime) i pritisnite tipku Enter;
• Unesite naredbu ispisa i objekt (ili njegovo ime) i pritisnite Enter.

Rezultat ovisi o objektu.

Kada koristite neke vrste podataka (npr. Cijeli brojevi i popisi), ove dvije metode daju isti rezultat:

• >>> x = [3,2]
• >>> x
• [3, 2]
• >>> Ispiši x
• [3, 2]

Za žice, rezultat upisivanja naredbe "naziv ispisa" malo se razlikuje od rezultata dobivenog za upisivanje imena. U prvom slučaju, vrijednost je zatvorena u navodnicima, au drugom slučaju ne:

• >>> x = "MyString"
• >>> x
• "MyString"
• >>> Ispiši x
• MyString

Kada se naziv odnosi na blok koda (na primjer, funkcija, modul ili primjer klase), unosom naziva daju se informacije o vrsti podataka, nazivu i mjestu pohrane.

Sljedeći primjer stvara klasu s nazivom Poruka i prikazuje informacije o

to:

• >>> klasa Poruka:
• ... proći
• ...
• >>> Poruka
• >>> Ispiši poruku
• __main __. poruka

linije

U Pythonu, nizovi su sekvenci znakova. Doslovni niz izrađen je tako da se znakovi u jednim ('), dvostrukim (") ili trostrukim (' '' ili" "") navodima. Sljedeći primjer dodjeljuje vrijednost varijable x:

• >>> x = "MyString"

Pythonov niz ima nekoliko ugrađenih značajki. Jedna od njih je mogućnost vratiti kopiju sa svim malim slovima. Te su mogućnosti poznate kao metode. Da biste nazvali metode objekta, upotrijebite sintaksu točaka. To jest, nakon unosa naziva varijable, koja je u ovom slučaju referenca na linijski objekt, trebate staviti operatera točke (.), A zatim naziv metode nakon kojeg slijedi otvaranje i zatvaranje zagrade:

• >>> x.lower ()
• "Mystring"

Možete dobiti dio niza pomoću indeksnog operatora s [i]. Indeksiranje počinje od nule, pa s [0] vraća prvi znak u nizu, s [1] vraća drugi znak i tako dalje:

• >>> x [0]
• 'M'
• >>> x [1]
• 'Y'

Stringove metode rade oboje s uobičajenim žicama i "Unicode". Obavljaju sljedeće radnje:

• Promjena registra (kapitalizacija, gornja, niža, swapcase, naslov);
• strani (strani);
• Promjena kodiranja (kodiranje, dekodiranje);
• Pretraživanje i zamjena (pronalaženje, zamjena, rfind, indeks, rindeks, prevođenje);
• Provjerite izvršenje uvjeta (start, endwith, isalnum, isalpha, isdigit, islow, isspace, istitle, isupper);
• Ujedinite i dijelite (pridružite se, podijelite, rpartition, split, splitlines);
• Format (središte, ljust, lstrip, rstring, rejust, strip, zfill, expandtabs).

Python: popisi

Ako su nizovi Python ograničeni na znakove, popisi nemaju ograničenja. Oni su naredili slijedove proizvoljnih predmeta, uključujući i druge popise. Osim toga, možete dodati, izbrisati i zamijeniti njihove elemente. Niz objekata, odvojeni zarezima unutar kvadrata, je popis Python. Ono što predstavlja je prikazano u nastavku - ovdje su primjeri podataka i operacija s njima:

• >>> baze = ['A', 'C', 'G', 'T']
• >>> baze
• ['A', 'C', 'G', 'T']
• >>> bases.append ('U')
• >>> baze
• ['A', 'C', 'G', 'T', 'U']
• >>> bases.reverse ()
• >>> baze
• ['U', 'T', 'G', 'C', 'A']
• >>> baze [0]
• 'U'
• >>> baze [1]
• 'T'
• >>> bases.remove ('U')
• >>> baze
• ['T', 'G', 'C', 'A']
• >>> bases.sort ()
• >>> baze
• ['A', 'C', 'G', 'T']

U ovom je primjeru izrađen popis pojedinačnih znakova. Zatim je element dodan na kraj, poredak elemenata je obrnut, elementi su izvađeni na poziciji njihovog indeksa, element s vrijednosti "U" je izbrisan i elementi su sortirani. Uklanjanje stavke s popisa prikazuje situaciju kada metodu remove () treba dati dodatne informacije, odnosno vrijednost koju treba izbrisati.

Osim metoda poput uklanjanja (), Python ima još jednu sličnu značajku nazvanu funkciju. Jedina razlika između funkcije i metode je da prvi nije povezan s određenim objektom.

Python: funkcije

Funkcije izvršavaju radnje na jednoj ili više vrijednosti i vraćaju rezultat. Puno ih je ugrađeno u Python. Primjeri ugrađenih funkcija:

• Len () - vraća broj elemenata u nizu;
• Dir () - vraća popis nizova koji predstavljaju atribute objekta;
• Popis () - vraća novi popis inicijaliziran iz nekog drugog slijeda.
• >>> pomoć (okrugli)
• Pomoć pri ugrađenom funkcijskom krugu:
• Okrugli (...)
• Round (broj [, ndigits]) -> broj s pomičnim zarezom

Također je moguće definirati vlastite funkcije.

Korisnički definirane funkcije

Proces stvaranja vlastite Python funkcije je kako slijedi. Prva crta počinje s ključnom riječi def, nakon čega slijedi naziv funkcije i argumenti (očekivane ulazne vrijednosti), zatvorene u zagradama i završavaju dvotočkom. Sljedeće naredbe čine tijelo funkcije i moraju biti razvedene. Ako je komentar na početku funkcijskog tijela, postaje dio njegove dokumentacije. Zadnji redak funkcije vraća rezultat:

• >>> def transcribe (dna):
• ... "" "Vratite niz dna kao rna niz." "
• ... povratak dna.replace ('T', 'U')
• ...
• >>> prepisati ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• 'CCGGAAGAGCUUACUUAG'

U ovom primjeru kreirana je funkcija zove transkribiranje, koja očekuje niz koji predstavlja DNA slijed. Metoda zamijeni () vraća kopiju izvornog niza, zamjenjujući sve pojave jednog znaka s drugom. Tri linije koda dopuštale su prepisivanje DNK u RNA. Obrnuta funkcija izgleda ovako:

• >>> def reverse (s):
• ... "" "Vratite slijedni niz obrnutim redoslijedom." "
• ... slova = popis (e)
• ... letters.reverse ()
• ... povratak '' .join (slova)
• ...
• >>> preokrenuti ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• 'GATTCATTCGAGAAGGCC'

Reverse funkcija traje niz, stvara popis na temelju njega i mijenja naredbu. Sada moramo napraviti obrnutu transformaciju. Objekt ima metodu join () koja se pridružuje popisu, odvajajući svaki od njegovih elemenata za vrijednost niza. Budući da razdvajanje nije potrebno, metoda se koristi na praznoj liniji koju predstavljaju dva navodna znaka ("ili").

rječnici

I Python rječnik - što je to? Ima iste prednosti kao i konvencionalni papirni rječnik. Omogućuje brzo pronalaženje željene vrijednosti (definicije) povezane s ključem (riječ). Rječnici su zatvoreni u zagradama i sadrže sekvence parova ključ / vrijednost razdvojene zarezom. Rječnici nisu uređeni. Umjesto toga, vrijednosti rječnika dostupne su putem ključa, a ne njihova položaja.

• >>> basecomplement = {'A': 'T', 'C': 'G', 'T': 'A', 'G': 'C'}
• >>> basecomplement.keys ()
• ['A', 'C', 'T', 'G']
• >>> basecomplement.values ()
• ['T', 'G', 'A', 'C']
• >>> basecomplement ['A']
• 'T'

klase

Da biste izradili vlastite objekte, morate odrediti vrstu predloška, nazvanog klasa. U Pythonu se koristi klasa izjava, a slijedi naziv i dvotočka. Tijelo definicije klase sadrži svojstva i metode koje će biti dostupne svim primjerima objekata na temelju ove klase.

prednosti

Većina programskih jezika nudi user-friendly mogućnosti, ali niti jedna od njih ima takvu kombinaciju udobnosti i sadržaja koje nudi Python. Koje su to prednosti? Ovdje su neke od njih:

• Jezik može biti integrirana u druge aplikacije i koristiti za stvaranje makronaredbe. Na primjer, u Paint Shop Pro 8 ili kasnije, to je skriptni jezik.
• Python je besplatan za korištenje i distribuciju, na komercijalnoj osnovi ili ne.
• Jezik ima snažan mogućnosti obrade i traži tekst koji se koristi u aplikacijama koje rade s puno informacija teksta.
• Moguće je stvoriti izvrsne aplikacije bez potrebe za provjeru pokretanja programa.
• Python podržava testiranje i ispravljanje pogrešaka pojedinih modula i cijelog programa.